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PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE GOIÁS Departamento de Matemática e Física Coordenação de Química EXPERIÊNCIAS DE LABORATÓRIO em TRASFORMAÇÕES QUÍMICAS MAF 1176 Goiânia, 2011

TRANSFORMAÇÕES QUÍMICAS PARA QUÍMICA 2011 1

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PONTIFCIA UNIVERSIDADE CATLICA DE GOIS Departamento de Matemtica e Fsica Coordenao de Qumica

EXPERINCIAS DE LABORATRIO TRASFORMAES QUMICAS MAF 1176em

Goinia, 2011

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Sumrio

Orientaes ao estudante.............................................................................................................2 Relatrio Tcnico-Cientfico........................................................................................................3 Normas e tcnicas de segurana em laboratrio.....................................................................6 Anlise das propriedades de reagentes qumicos.................................................................12 Tcnicas de trabalho com material volumtrico.....................................................................15 Propriedades fsicas e mudanas de estado das substncias...............................................20 Mtodos de separao de misturas heterogneas..................................................................23 Mtodos de separao de misturas homogneas...................................................................26 Condutividade eltrica das solues.......................................................................................30 Preparao de solues e clculos de concentrao..............................................................34 Padronizao de soluo e estequiometria de reao...........................................................37 Reaes qumicas em soluo aquosa.....................................................................................42 Reaes de oxidao e reduo................................................................................................45 Reatividade qumica dos metais...............................................................................................48 APNDICE Tabela Peridica.........................................................................................................................51

ORIENTAO PARA AS ATIVIDADES DAS AULAS DE LABORATRIO NORMAS A SEREM LABORATRIO: OBSERVADAS DURANTE AS AULAS DE

Para participar das aulas com segurana o aluno necessariamente dever: 1- Estar de jaleco ou avental (comprimento no mnimo at os joelhos); 2- Cada grupo dever ter no mnimo dois pipetadores de borracha (pra); 3- Usar calado fechado; 4- Cabelos longos devero estar presos; 5- No permitido comer dentro do laboratrio e nem provar nenhuma substncia; 6- Alunos com problemas alrgicos devem comunicar tal fato ao professor; 7- Alunas grvidas devem comunicar ao professor, 8- Alunos que fazem uso de lentes de contato devero optar pelo uso de culos com lentes corretivas durante a realizao das atividades experimentais, 9- Aps 15 minutos do incio da aula, no ser permitida a entrada de alunos no laboratrio. APROVEITE AO MXIMO O MOMENTO DAS AULAS EXPERIMENTAOS, ELAS SO FUNDAMENTAIS PARA A FORMAO DE CONCEITOS.

EQUIPE DE PROFESSORES DA REA DE QUMICA

Transformaes Qumicas

Relatrio Tcnico-Cientfico

11. Ttulo 2. Objetivos

Relatrio Tcnico-Cientfico

Normas de relatrio das aulas experimentais de Transformaes Qumicas. Este roteiro apresenta as normas para apresentao dos relatrios tcnico-cientfico, afim de que o leitor compreenda o trabalho experimental. 3. Corpo do Relatrio O relatrio tcnico-cientfico dever ser escrito no passado e no impessoal e dever apresentar os seguintes tpicos: 3.1. Capa A capa deve ser escrita em uma nica pgina, onde dever conter: o local onde foi executado o experimento; o nome do experimento; o (s) autor (es) e a data de realizao do experimento. 3.2. Introduo e Objetivos A introduo deve dar ao leitor a informao necessria para entender de qual assunto trata o seu relatrio, sem precisar recorrer a outras fontes. Para ajudar voc a escrever a introduo, observe qual o assunto que trata o seu relatrio, por que importante tratar esse assunto e qual (is) (so) o (s) objetivo (s) do seu relatrio. No se deve copiar a introduo do roteiro da aula e sim pesquisar em outras fontes sobre o assunto do tema. 3.3. Materiais e Mtodos No item materiais e mtodos voc deve dar informao suficiente para que outro pesquisador possa reproduzir seu trabalho. Isto porque s considerado cientfico o trabalho que passvel de reproduo. Mas, para que possa ser reproduzido por colega de igual competncia, seu trabalho precisa ser bem descrito. Comece descrevendo os materiais utilizados. Enfim, convm descrever: a. material, reagentes e equipamentos utilizados; b. descrio das tcnicas, quantidade, fonte ou mtodo de preparao utilizados; 3.4. Clculos e Resultados Comece apresentando os dados sem, no entanto, descrever os mtodos, pois j foram descritos no item materiais e mtodos. Ou seja, faa apenas uma rpida apresentao. E no sobrecarregue seu leitor com pormenores desnecessrios. Se voc fez poucas determinaes, coloque-as no texto. Se voc fez muitas determinaes, arranje-as em tabelas e grficos. No esquea de colocar os nmeros e legendas nas figuras (em baixo) e das tabelas (em cima). Cuidado com unidades, exatido e preciso dos resultados. 3.5. Reaes Qumicas Escrever as reaes envolvidas devidamente balanceadas e identificadas. 3.6. Discusso

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Relatrio Tcnico-Cientfico

A discusso , de longe, o item mais difcil de escrever, porque nele que voc explica seus resultados. Para ajudar voc na redao desse item, aqui est uma sugesto: escreva procurando dar respostas s seguintes perguntas: a. Que significam seus dados? b. At que ponto seu resultados esto de acordo com os resultados apresentados na literatura cientfica? Se possvel faa uma comparao entre os resultados experimentais e os tericos. c. Que razes tem voc para acreditar que seus resultados comprovam determinada teoria? d. Que tendncias e generalizaes sugerem seus dados? 3.7. Concluso A concluso a finalizao do seu relatrio. Neste item voc deve deixar claro se o objetivo foi alcanado, ou seja, apresentar respostas problemtica do experimento realizado. Deve ser claro, preciso, conciso e de acordo com a discusso do relatrio. No se deve apresentar dados neste item. 3.8. Referncias Bibliogrficas de grande importncia, a citao de referncias bibliogrficas sugeridas e lidas que foram utilizadas como fonte de consulta. As referncias podem ter ordenaes alfabticas, cronolgicas e sistemticas (por assunto). Entretanto, sugerimos a adoo da ordenao alfabtica ascendente. Aspectos Grficos: Espaamento: as referncias devem ser digitadas, usando espao simples entre as linhas e espao duplo para separ-las. Margem: as referncias devem estar justificadas. Pontuao: Usa-se ponto aps o nome do autor/autores, aps o ttulo, edio e no final da referncia; Os dois pontos so usados antes do subttulo, antes da editora e depois do termo In; A vrgula usada aps o sobrenome dos autores, aps a editora, entre o volume e o nmero, pginas da revista e aps o ttulo da revista; O ponto e vrgula seguida de espao so usados para separar autores; O hfen utilizado entre pginas (ex.: 10-15) e, entre datas de fascculos seqenciais (ex.: 19981999); A barra transversal usada entre nmeros e datas de fascculos no seqenciais (ex.: 7/9, 1979/1981); Elaborao de referncias: livros, dicionrios, atlas, enciclopdias e homepage. Indicar o sobrenome, em caixa alta, seguido de prenome, abreviado ou no desde que haja padronizao neste procedimento, separados entre si por ponto e vrgula seguidos de espao. Indicar ttulo da obra e subttulo, nmero da edio, local de publicao, editor, ano de publicao, nmero de pginas ou volume. (NBR 6023). Livros: E. Sctz. Reengenharia mental: reeducao de hbitos e programao de metas. Florianpolis: Insular, 1997.4

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Relatrio Tcnico-Cientfico

Nota: Quando houver mais de trs autores, indicar apenas o primeiro, acrescentando-se a expresso et al. E.V. Brito et al., Imposto de renda das pessoas fsicas: livro prtico de consulta diria. 6 edio, So Paulo: Frase Editora, 1996. Dicionrios: C. Aulete. Dicionrio contemporneo da Lngua Portuguesa. 3 edio, Rio de Janeiro: Delta, 1980. Atlas: R.R.F. Mouro. Atlas Celeste. 5 edio, Petrpolis: Vozes, 1984. Enciclopdias: THE NEW Encyclopedia Britannica: micropaedia. Chicago: Encyclopaedia Britannica, 1986. Homepage: http://www.ucg.br. Acesso em: 24 de janeiro de 2005.

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Normas e Tcnicas de Segurana

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Normas e Tcnicas de Segurana em Laboratrio

1. Introduo Atividades profissionais completamente isentas de riscos para a sade do homem no existem. Assim, importante que cada trabalhador conhea os perigos a que est exposto em uma determinada atividade e que tome as medidas necessrias para evit-los ou minimiz-los. Em um laboratrio de Qumica, os riscos mais comuns so aqueles que envolvem o uso do fogo, da eletricidade, de sistemas com presses diferentes da atmosfrica, do manuseio de material de vidro e exposio a substncias qumicas nocivas a radiaes, tais como, ultravioleta, infravermelha, microondas, raios X, etc. A presena de agentes qumicos e fsicos no ambiente de trabalho oferece riscos, mas o fato de se trabalhar com estes agentes no implica necessariamente, que tais profissionais desenvolvero doenas ou sofrero acidentes. No caso de agentes qumicos, por exemplo, para que eles causem danos sade, necessrio que sua concentrao no meio ambiente esteja acima de um determinado valor, limite de tolerncia, e que o tempo de exposio nesta condio seja suficiente para uma ao nociva ao homem. A possibilidade de ocorrerem exploses, incndio, intoxicaes ou outros acidentes no pode ser ignorada, mas pode ser controlada se os profissionais verificarem constantemente as condies dos materiais e equipamentos utilizados bem como conhecerem as normas de segurana. 2. Objetivos Esta aula tem como objetivos discutir as principais regras de segurana e apresentar as principais vidrarias e equipamentos usados em um laboratrio de Qumica. 3. Normas de Segurana A ocorrncia de acidentes em laboratrio, infelizmente, no to rara como possa parecer. Com a finalidade de diminuir a freqncia e a gravidade desses acidentes torna-se absolutamente imprescindvel que durante os trabalhos realizados se observe uma srie de normas de segurana: 1. O laboratrio um lugar de trabalho srio. Trabalhe com ateno, mtodo e calma. 2. Siga rigorosamente as instrues especficas do professor. Experincias no autorizadas so proibidas. 3. Localize os extintores de incndio e familiarize-os com o seu uso. 4. No fume no laboratrio. 5. Prepare-se para realizar cada experincia, lendo antes os conceitos referentes ao experimento e o roteiro da prtica. 6. Use um avental (jaleco) apropriado. 7. Evite conversas desnecessrias no laboratrio.6

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Normas e Tcnicas de Segurana

8. Nunca deixe frascos contendo solventes inflamveis prximos chama. 9. Evite contato de qualquer substncia com a pele. Seja particularmente cuidadoso quando manusear substncias corrosivas como cidos e bases concentrados. 10. Todas as experincias que envolvam a liberao de gases e/ou vapores txicos devem ser realizadas na cmara de exausto (capela). 11. Sempre que proceder a diluio de um cido concentrado, adicione-o lentamente, sob agitao sobre a gua, e no o contrrio. 12. Ao aquecer um tubo de ensaio contendo qualquer substncia, no volte a extremidade aberta do mesmo para si ou para uma pessoa prxima. 13. No jogue nenhum material slido dentro da pia ou nos ralos. 14. No trabalhe com material imperfeito. 15. Comunique ao seu professor qualquer acidente, pr menor que seja. 16. Antes de utilizar qualquer reagente, verifique a toxicidade da substncia no rtulo do frasco ou na literatura apropriada. 17. Leia com ateno o rtulo de qualquer frasco de reagentes antes de us-lo. Leia duas vezes para ter certeza de que pegou o frasco certo. Algumas frmulas e nomes qumicos podem diferir apenas de uma letra ou de um nmero. 18. Quando for testar um produto qumico pelo odor, no coloque o frasco sob o nariz. Desloque com a mo, para a sua direo, os vapores que se desprendem do frasco. 19. Dedique especial ateno a qualquer operao que necessite aquecimento prolongado ou que desenvolva grande quantidade de energia. 20. Conserve seus equipamentos e mesa limpos. Evite derramar lquido, mas se o fizer, lave imediatamente o local com bastante gua. 21. Ao se retirar do laboratrio, verifique se no h torneiras (gua ou gs) abertas. Desligue todos os aparelhos, deixe todo o equipamento limpe e lave as mos. 22. Se tiver dvidas, pergunte. 4. Smbolos de Identificao

Figura 1.1: Pictogramas baseados em padres largamente aceitos.

5. Equipamentos bsicos de laboratrio A execuo de qualquer experimento na Qumica envolve, geralmente, a utilizao de uma variedade de equipamentos de laboratrio, a maioria muito simples, porm com finalidades especficas. O emprego de um dado equipamento ou material depende dos objetivos e das condies em que a experincia ser realizada. Contudo, na maioria dos casos, a seguinte correlao pode ser feita:7

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Normas e Tcnicas de Segurana

5.1. Material de vidro 1. Tubo de ensaio: utilizado principalmente para efetuar reaes qumicas em pequena escala. 2. Bquer: recipiente com ou sem graduao utilizado para o preparo de solues, aquecimento de lquido, recristalizao, pesagem, etc. 3. Erlenmeyer: frasco utilizado para aquecer lquidos ou para efetuar titulaes. 4. Kitassato: frasco de paredes espessas, munido de sada lateral e usado em filtrao sob suco. 5. Funil: utilizado na transferncia de lquidos de um frasco para outro ou para efetuar filtraes simples. 6. Bureta: equipamento calibrado para medida precisa de volume de lquidos. Permite o escoamento do lquido e muito utilizada em titulaes.

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7. Balo volumtrico: recipiente calibrado, de preciso, destinado a conter um determinado volume de lquido, a uma dada temperatura; utilizado no preparo de solues de concentrao definidas. 8. Proveta ou cilindro graduado: frasco com graduao, destinado a medidas aproximadas de volume de lquidos. 9. Pipeta: equipamento calibrado para medida precisa de volume de lquidos. Existem dois tipos de pipetas: (a) pipeta graduada e (b) pipeta volumtrica. A primeira utilizada para escoar volumes variveis e a segunda para escoar volumes fixos de lquidos. 10. Basto de vidro: usado na agitao e transferncia de lquidos. Quando envolvido em uma de suas extremidades por um tubo de ltex, chamado de policial e empregado na remoo quantitativa de precipitados. 11. Cuba de vidro ou cristalizador: recipiente geralmente utilizado para conter misturas refrigerantes, e finalidades diversas.

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12. Dessecador: utilizado no armazenamento de substncias quando se necessita de uma atmosfera com baixo teor de umidade. Tambm pode ser utilizado para manter as substncias sob presso reduzida. 13. Condensador: equipamento destinado condensao de vapores, em (a) destilao ou (b) aquecimentos sob refluxo. 14. Funil de separao: equipamento para separar lquidos no miscveis. 15. Funil de adio: equipamentos para adio de solues em sistemas fechados.

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16. Pesa-filtro: recipiente destinado pesagem de slidos. 17. Balo de fundo chato: frasco destinado a armazenar lquidos. 18. Balo de fundo redondo: recipiente utilizado para aquecimento de solues em destilaes e aquecimentos sob refluxo. 19. Termmetro: instrumento de medidas de temperatura. 20. Vidro de relgio: usado geralmente para cobrir bqueres contendo solues e finalidades diversas.

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5.2. Material de porcelana 21. Funil de Bchner: utilizado em filtrao por suco, devendo ser acoplado a um kitassato. 22. Cpsula: usada para efetuar evaporao de lquidos. 23. Cadinho: usado para a calcinao de substncias. 24. Almofariz e pistilo: destinados pulverizao de slidos. Alm de porcelana, podem ser feitos de gata, vidro ou metal.

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Normas e Tcnicas de Segurana

5.3. Material metlico 25. Suporte (a) e garra (b): peas metlicas usadas para montar aparelhagens em geral. 26. Bico de gs (Bunsen): fonte de calor destinado ao aquecimento de materiais no inflamveis. 27. Trip: usado como suporte, principalmente de telas e tringulos. 28. Plataforma elevatria: usado para ajustar altura de aparelhagens em geral. 29. Tela de amianto: tela metlica, contendo amianto, utilizada para distribuir uniformemente o calor, durante o aquecimento de recipientes de vidro chama de um bico de Bunsen. 30. Tringulo de ferro com porcelana: usado principalmente como suporte em aquecimento de cadinhos.

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5.4. Material eltrico 31. Balana: instrumento para determinao de massa. 32. Estufa: equipamento empregado na secagem de materiais, por aquecimento, em geral at 200C. 33. Manta eltrica: utilizada no aquecimento de lquidos inflamveis, contidos em balo de fundo redondo. 34. Chapa eltrica: utilizada no aquecimento de lquidos inflamveis, contidos em bqueres ou erlenmeyer. 35. Centrfuga: instrumento que serve para acelerar a sedimentao de slidos em suspenso em lquidos.

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Normas e Tcnicas de Segurana

5.5. Materiais diversos 36. Suporte para tubos de ensaio. 37. Pisseta: frascos geralmente contendo gua destilada, lcool ou outros solventes, usados para efetuar a lavagem de recipientes ou materiais com jato do lquido nele contido.

36 6. Exerccios Ps-Laboratrio

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1. Os produtos qumicos no podem ser armazenados e manipulados aleatoriamente devido s suas propriedades. Dessa forma, como deve proceder um analista ao manipular os seguintes produtos qumicos e como deve proceder em caso de acidentes com os mesmos? (a) cido clordrico; (b) Hidrxido de sdio; (c) Acetona (Substncia inflamvel); (d) Benzeno (Substncia txica). 2. Pesquise procedimentos de segurana para as seguintes situaes: a) incndio a partir de bico de gs (bico de Bunsen) b) incndio a partir de curto-circuito em fiao eltrica c) intoxicao por inalao de gases d) queimaduras com fogo 7. Referncias A. M. P. Felicssimo et al. Experincia de Qumica: tcnicas e conceitos bsicos. PEQ-Projeto de Ensino de Qumica/Coordenador Ernesto Giesbrecht, So Paulo: Editora Moderna, 1979. F. Cienfuergos. Segurana no Laboratrio. Rio de Janeiro: Editora Intercincia Ltda, 2001. D. F. Trindade et al. Qumica bsica experimental. 2 edio. So Paulo:cone, 1998. 8. Anotaes

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Propriedades de Reagentes Qumicos

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Anlise das Propriedades de Reagentes Qumicos

1. Introduo O trabalho em laboratrio de Qumica tem como principais objetivos aquisio de conhecimentos fundamentais sobre as operaes prticas e o relacionamento das experincias com os conceitos tericos. As experincias de laboratrio estimulam a curiosidade, desenvolvem as habilidades de observao, registro e interpretao de dados, assim como oferecem a oportunidade de um bom treinamento na manipulao de diversos materiais e equipamentos. O sucesso de uma experincia est diretamente relacionado com o interesse, organizao e cuidado na sua execuo. Assim, o respeito s normas de segurana fundamental para se evitar acidentes, devidos aos riscos inerentes dos trabalhos desenvolvidos. O cuidado e a adoo de medidas de segurana de responsabilidade de cada indivduo no laboratrio. Se existir qualquer dvida quanto segurana de uma experincia, deve-se pedir a opinio de uma pessoa experiente ao invs de esperar que nada de mal acontea. Cada um que trabalhe deve ter responsabilidade no seu trabalho e evitar atitudes imprudentes, de ignorncia ou pressa que possam acarretar num acidente e possveis danos. Deve prestar ateno sua volta e se prevenir contra perigos que possam surgir do seu trabalho, bem como de outras pessoas. Nenhum produto qumico deve ser manipulado no laboratrio sem que se saiba exatamente o seu comportamento. Os rtulos devem conter sempre informaes necessrias para a perfeita caracterizao, bem como indicaes de riscos, medidas de preveno para o manuseio e instrues para o caso de eventuais acidentes. Dessa forma fundamental que o qumico saiba diferenciar as propriedades, a qualidade e os eventuais riscos na manipulao de reagentes qumicos. 2. Objetivos Esta aula tem como objetivos analisar os reagentes qumicos quanto as suas propriedades fsicas e qumicas, a forma correta de manipul-los e como proceder em casos de acidentes. 3. Materiais Catlogos de diferentes empresas

4. Reagentes (sugesto) cidos inorgnicos: HCl, H2SO4, HNO3 Hidrxidos: NaOH e NH4OH Sais: Sulfato de cobre e Nitrato de ferro (III) cidos orgnicos: Actico e Ctrico Solventes: Hexano e Acetona xidos: xido de crmio

5. Procedimento Experimental Voc encontrar sobre a bancada alguns produtos qumicos. Analise seis frascos, leia o rtulo e organize as seguintes informaes na tabela abaixo.12

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Propriedades de Reagentes Qumicos

6. Resultados Tabela 2.1: Anlise dos reagentesNome do Reagente

Frmula

Empresa

Estado Fsico

Ponto de Fuso (C)

Ponto de Ebulio (C)

Densidade (g/cm3)

Massa Molecular (g/mol)

% das principais impurezas

Riscos de Manipulao

Preo de 1L ou 1kg ($)

Forma de Descarte

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Propriedades de Reagentes Qumicos

7. Exerccios Ps-Laboratrio 1. Das substncias estudadas quais so orgnicas e quais so inorgnicas. 2. Porque um analista deve anotar as informaes contidas no rtulo de um reagente? 3. Pesquise sobre os danos que cada produto exposto pode causar e a maneira correta de manipul-lo. 4. Preencha a tabela de resultados desta aula. As informaes no obtidas devem ser pesquisadas na Internet ou em catlogos de empresas de produtos qumicos. 8. Referncias Catlogo de reagentes: MercK, Aldrich, Sigma e Fluka. M. Tkio; R. M. V. Assumpo. Manual de Solues: reagentes e solventes. 2. edio. So Paulo: Editora Edgard Blcher, 1981. F. Cienfuergos. Segurana no Laboratrio. Rio de Janeiro: Editora Intercincia Ltda, 2001. 9. Anotaes

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Material Volumtrico

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Tcnicas de Trabalho com Material Volumtrico

1. Introduo A Qumica uma cincia experimental e um dos procedimentos mais utilizados no laboratrio a medio. Medir significa determinar com base em uma determinada escala, a quantidade de uma grandeza. Muitas vezes a prtica qumica no exige medidas precisas, isto , quando a medida qualitativa. No entanto, muitas vezes necessrio saber com exatido e preciso a massa ou o volume de uma substncia. Para determinarmos a massa, utilizamos balanas. Para medirmos o volume, utilizamos vrios recipientes que nos ajudam a realizar medidas, com diferentes nveis de preciso. Muitas vezes o resultado de uma determinada prtica depende fundamentalmente do grau de preciso com que foram realizadas as medidas, por isso importante que voc conhea os recipientes volumtricos, saiba lidar com eles e esteja ciente dos erros que podem acontecer para procurar evit-los. 2. Objetivos Esta aula tem como objetivos reconhecer os principais recipientes volumtricos, estudar suas caractersticas e especificaes de utilidade, as tcnicas de limpeza e manipulao. 3. Tcnicas de Leitura A prtica de anlise volumtrica requer a medida de volumes lquidos com elevada preciso. Erros nas medidas acarretam em erros nos resultados finais da anlise, os quais devem ser evitados. A no observao dos cuidados necessrios medio conduz a resultados equivocados, mesmo quando todas as outras regras de operao so realizadas com preciso. A medida de volumes est sujeita a uma srie de erros devidos ao da tenso superficial sobre superfcies lquidas, dilataes e contraes provocadas pelas variaes de temperatura, imperfeita calibrao dos aparelhos volumtricos e erros de paralaxe. Medir volumes de lquidos em um recipiente significa comparar a sua superfcie com a escala descrita no recipiente utilizado. Essa superfcie denominada menisco. Os lquidos tm a propriedade de reduzir ao mximo a sua superfcie. Esta propriedade denomina-se tenso superficial e est relacionada com a fora na qual as molculas de um lquido se atraem mutuamente. Se no interior de um lquido as foras de atrao esto saturadas, na superfcie est compensada s uma parte delas. Por isso as molculas da superfcie sofrem uma atrao recproca especialmente forte, como se o lquido estivesse coberto por uma pelcula autotensora. Essa fora que contrai a superfcie do lquido o que chamamos de tenso superficial e varia para cada lquido, dependendo do carter da interao intermolecular. O menisco a superfcie do lquido que estaremos medindo. Para a gua, a fora de coeso entre as molculas parcialmente superada pelas de adeso entre ela e o vidro, e o menisco cncavo, sendo que sua parte inferior (vrtice) dever coincidir com a linha de aferio (Figura 3.1). No mercrio, ao contrrio, as foras de coeso so bastante maiores que as de adeso entre o mercrio e o vidro, e o menisco convexo, sendo considerado para leitura sua parte superior (Figura 3.2).

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Material Volumtrico

Para lquidos que apresentam concavidade e so transparentes ou levemente coloridos, a parte inferior do menisco dever coincidir com a linha de aferio (Figura 3.3). Se for fortemente colorido, isto , se no for possvel verificar o menisco, deve-se considerar sua parte superior (Figura 3.4).

Figura 3.1: Superfcie cncava

Figura 3.2: Superfcie convexa

Figura 3.3: Menisco inferior

Figura 3.4: Menisco superior

Outra tcnica importante a posio do olho do observador. Este dever estar sempre no mesmo nvel da marca de aferio do recipiente (Figura 3.5). Se o observador estiver olhando por cima do menisco, observar um valor superior ao verdadeiro. Se estiver olhando por baixo do menisco, observar um valor inferior. Estes erros so conhecidos como erros de paralaxe.

Figura 3.5: Posio do observador. Erro de paralaxe. 16

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Material Volumtrico

4. Limpeza e secagem de material volumtrico Os aparelhos volumtricos devem estar perfeitamente limpos, para que os resultados das medidas possam ser reprodutveis. Recomenda-se limpar o material com soluo detergente, enxagu-lo vrias vezes com gua da torneira e depois com jatos de gua destilada. Verifica-se a limpeza, deixando escoar a gua. Se a pelcula lquida, inicialmente formada nas paredes, escorre uniformemente, sem deixar gotculas presas, a superfcie est limpa. Qualquer sujeira aderida s paredes dos recipientes altera o resultado final da medida. Caso seja necessria limpeza mais drstica, existem solues especiais, tais como soluo sulfocrmica (dicromato de potssio em cido sulfrico concentrado). Esta soluo corrosiva e exige muito cuidado em seu emprego. Outras solues utilizadas so a alcolica de hidrxido de potssio, mistura lcool e ter; soluo bsica de permanganato de potssio. Para a secagem de material volumtrico, pode-se utilizar: secagem comum, por evaporao temperatura ambiente; secagem em corrente de ar, por exemplo, ar aspirado por meio de uma bomba de vcuo. Uma secagem rpida pode ser obtida aps enxaguar o material com lcool ou acetona. Caso no se disponha de tempo para secar pipetas ou buretas, deve-se enxagu-las repetidas vezes com pequenas pores do lquido que ser usado para ench-las. Material volumtrico no deve ser seco em estufa, nem deve ser aquecido. 5. Materiais Basto de vidro Erlenmeyer de 250mL Bureta de 50mL Balo volumtrico de 50mL Balo volumtrico de 100mL Pipeta volumtrica de 5mL Pipeta graduada de 5mL (4) Pipetador de borracha (5) Suporte universal com garras

Bquer de 50mL (4) Bquer de 250mL Proveta de 10mL (2) Proveta de 25mL Proveta de 50mL Proveta de 100mL Erlenmeyer de 125mL

6. Procedimento Experimental Observao: Todos os alunos devero executar os experimentos. 6.1. Comparao entre proveta e bquer Utilizando o basto de vidro, preencha a proveta de 25mL com gua destilada e acerte o trao de aferio. Transfira esse volume cuidadosamente para um bquer de 50mL com cuidado. Compare o volume final. Anote a sua observao na tabela de resultados. 6.2. Comparao entre proveta e erlenmeyer Utilizando o basto de vidro, preencha a proveta de 50mL com gua destilada e acerte o trao de aferio. Transfira para um erlenmeyer de 125mL limpo e seco. Compare o volume final. Anote a sua observao na tabela de resultados. 6.3. Comparao entre bquer e erlenmeyer17

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Material Volumtrico

Utilizando o basto de vidro, adicione 200mL de gua destilada num bquer de 250mL. Transfira para um erlenmeyer de 250mL limpo e seco. Compare o volume final. Anote a sua observao na tabela de resultados. 6.4. Comparao entre proveta e balo volumtrico Utilizando o basto de vidro, preencha a proveta de 100mL com gua destilada e acerte o trao de aferio. Transfira para um balo volumtrico de 100mL. Limpo e seco. Compare o volume final. Anote a sua observao na tabela de resultados. 6.5. Comparao entre bureta e balo volumtrico Fixe uma bureta de 50mL no suporte universal. Feche a torneira de controle de escoamento. Coloque um bquer de 100mL em baixo da bureta. Com auxlio de um bquer de 50mL, encha a bureta com gua destilada e observe se h vazamento. Verifique se h bolhas entre a torneira e a extremidade inferior da bureta. Caso tenha, abra a torneira rapidamente at remov-la. Em seguida, encha a bureta com gua destilada e acerte o menisco com o trao de aferio (zero), que fica na parte superior. Segure a torneira com a mo esquerda e usando os dedos polegar e mdio dessa mo, inicie o escoamento. Transfira 50mL de gua da bureta, para um balo volumtrico de 50mL limpo e seco. Compare o volume final. Anote a sua observao na tabela de resultados. 6.6. Tcnica de pipetagem Segure uma pipeta graduada de 5 ou 10mL e acople o pipetador de borracha na sua parte superior. Retire o ar de dentro do pipetador, apertando simultaneamte o boto superior e o pipetador. Mergulhe a extremidade inferior da pipeta em um bquer de 50mL contendo gua destilada. Faa a suco apertando o boto inferior, at acertar no zero da pipeta. Puxe devagar, para que o lquido no entre no pipetador. Para escoar o lquido, aperte o boto lateral inferior e deixe escoar lentamente a gua de 1 em 1mL. Repita o procedimento at no mais encontrar dificuldades. No se deve nunca pipetar com a boca lquidos TXICOS, VOLTEIS E CORROSIVOS. Deve-se sempre utilizar o pipetador de borracha (pra) acoplado a extremidade superior da pipeta, na capela com exaustor ligado. 6.7. Comparao entre pipeta graduada e volumtrica Mea 5mL de gua destilada em uma pipeta volumtrica de 5mL e transfira para uma proveta de 10mL limpa e seca. Mea 5mL de gua destilada em uma pipeta graduada de 5mL e transfira para uma outra proveta de 10mL limpa e seca. Compare os volume. Anote a sua observao na tabela de resultados.

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Material Volumtrico

7. Resultados Tabela 3.1: Resultados das comparaes de medida de volume Procedimento 1 Observaes

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3

4

5

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8. Exerccios Ps-Laboratrio 1. Diferencie pipeta graduada de volumtrica. D a sua funo e diga baseando-se no resultado do procedimento 7, qual a mais precisa. 2. Cite os erros mais comuns na leitura de volume. 3. Defina menisco e tenso superficial. 4. Qual a vidraria de medida de volume que apresentou maior preciso? Cite trs vidrarias de medidas precisas de volume. 5. Qual a vidraria que apresentou maior erro de volume. Cite trs vidrarias de medidas aproximadas de volume. 6. Se for necessrio encher uma pipeta com um lquido corrosivo ou txico, como deve-se proceder? 7. Se voc tivesse que medir 50mL de gua destilada com preciso, qual dos equipamentos a seguir voc usaria? Justifique. proveta de 50mL; pipeta volumtrica de 50mL; balo volumtrico de 50mL; bquer de 50mL.19

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Material Volumtrico

9. Referncias E. O. Albuquerque. Aulas Prtica de Qumica. Editora Moderna, So Paulo, 1994. 10. Anotaes

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Propriedades Fsicas das Substncias

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Propriedades Fsicas e Mudana de Estado das Substncias

1. Introduo A matria encontra-se em permanente transformao. Sob a ao de agentes fsicos ou qumicos, as substncias podem sofrer alteraes de estado, de decomposio ou mesmo de cor. Certas transformaes conduzem a variaes drsticas na composio qumica das espcies por meio de ruptura e formao de ligaes, quase sempre acompanhas de trocas energticas para o ambiente. Essas transformaes so descritas atravs de equaes qumicas e recebem o nome de reao. As mudanas de estado, representadas por exemplo pela fuso, ebulio, sublimao, condensao e solidificao, tambm envolvem ruptura e formao de ligaes, porm no alteram a composio qumica das espcies. Ao realizar um experimento importante saber identificar e reconhecer os diferentes materiais que participam de uma transformao. Esses materiais podem apresentar um aspecto uniforme em toda sua extenso e propriedades constantes ou no. Uma substncia pode ser identificada por um conjunto de propriedades classificadas como: extensivas e intensivas. As propriedades extensivas so aquelas que dependem da quantidade de matria presente na amostra. As propriedades intensivas so aquelas que independe da quantidade de matria e sim da natureza da substncia. Por isso so muitas vezes chamadas de propriedades caractersticas de uma substncia, utilizadas freqentemente na determinao do grau de pureza. Algumas dessas propriedades esto listadas a seguir: Ponto de fuso: a temperatura na qual uma substncia slida, em condies de equilbrio, passa para o estado lquido. No caso de uma substncia pura o intervalo de temperatura do momento inicial da fuso (aparncia de uma fase lquida) a sua completa fuso no deve exceder 0,5C. Substncias contendo impurezas, no possuem um ponto de fuso definido; elas possuem um intervalo com vrios graus de temperatura. Ponto de ebulio: a temperatura na qual a presso de vapor de um lquido torna-se igual a presso atmosfrica (isto , 760 mm Hg). Densidade: a densidade pode ser classificada de duas maneiras, densidade absoluta e relativa. A densidade absoluta tambm chamada de massa especfica a razo entre a massa de um corpo e seu volume. A densidade relativa a razo entre duas massas especficas em que o denominador a massa especfica de uma substncia tomada como padro ou referncia. Ela expressa geralmente em g/cm3. A densidade de lquidos pode ser determinada pela medida da massa de lquido ocupando um volume conhecido (picnmetro) e pelo mtodo do densmetro, baseado no princpio de Arquimedes. 2. Objetivos Estudar as propriedades fsicas das substncias, bem como as transformaes de estado fsico. Aprender as tcnicas de caracterizao de substncias qumicas.

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Propriedades Fsicas das Substncias

3. Materiais Tubo capilar Chapa eltrica Cpsula de porcelana Bquer de 250mL Densmetros (alcometros) Termmetro de mercrio Suporte universal com garras Funil simples Balana analtica Proveta de 250mL

4. Reagentes e Amostras Naftaleno em p lcool e Iodo P.A. Vinho tinto, branco, pinga, lcool comercial Metais: cobre, chumbo, alumnio

5. Procedimento Experimental 5.1. Fuso Encha cerca de de um tubo capilar, fechado numa das extremidades, com naftaleno em p e amarre-o junto ao bulbo de um termmetro, como mostrado na figura 4.1. Mergulhe o bulbo do termmetro num bquer contendo gua e aquea lentamente. Inicie o aquecimento, anotando a temperatura de minuto em minuto. Quando aparecer a primeira frao lquida, em contato com o slido, a substncia comea a fundir. Observe e anote as temperaturas na tabela 4.1.

Termmetro com Capilar

Figura 4.1: Aparelho para determinao do ponto de fuso

5.2. Sublimao Na capela, coloque alguns cristais de iodo numa cpsula de porcelana e cubra com um funil invertido. Aquea fracamente e observe o desprendimento de vapores do iodo. Retire o funil somente quando o sistema estiver completamente frio. 5.3. Densidade de Slidos Pese um pedao de metal numa balana analtica e anote a sua massa. Coloque 40mL de gua destilada numa proveta de 250mL. Mergulhe o metal na proveta e anote o volume final (V) na tabela 4.2. Calcule a densidade do metal pela frmula: d MassaV 40

5.5. Determinao da densidade: mtodo do densmetro Adicione 200mL da amostra numa proveta de 250mL. Mea a temperatura da amostra. Adicione um densmetro apropriado e mea diretamente o valor da densidade. Anote na tabela 4.3.22

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6. Resultados Tabela 4.1: Resultados da determinao do ponto de fuso do naftalenot(min) 0 1 2 3 T(C) t(min) 4 5 6 7 T(C) t(min) 8 9 10 11 T(C) t(min) 12 13 14 15 T(C) t(min) 16 17 18 19 T(C)

Tabela 4.2: Resultados da determinao da densidade de slidosAmostra Massa (g) Volume deslocado (mL) Densidade (g/mL)

Tabela 4.3: Resultados da determinao da densidade de lquidosAmostra Densidade (g/mL) Amostra Densidade (g/mL)

6. Exerccios Ps-Laboratrio 1. Consultar na literatura, o ponto de fuso do naftaleno e comparar com o ponto de fuso obtido experimentalmente. 2. Utilizando os dados experimentais, traar uma curva de aquecimento em funo do tempo. Marcar cada poro da curva, mostrando as fases presentes. Explique em termos de energia, o que ocorre em cada etapa da curva de aquecimento.

3. Defina ponto de ebulio e fuso. 4. Quando que uma substncia se sublima? 5. Pesquise a densidade das amostras slidas estudadas.

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6. Coloque em ordem crescente a densidade das amostras lquidas que contm lcool, e correlacione com o teor alcolico fornecido pelo fabricante. 7. Referncia D. F. Trindade et al. Qumica bsica experimental. 2 edio. So Paulo:cone, 1998. 8. Anotaes

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Mtodos de Separao de Misturas Heterogneas

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Mtodos de Separao de Misturas Heterogneas

1. Introduo A natureza extremamente rica e nos fornece tudo aquilo de que necessitamos. Apesar de retirarmos dela o que precisamos para sobreviver, muitas vezes o que ela nos oferece no pode ser utilizado da maneira como se encontra. Sabemos que a gua do mar salgada. Apesar disto, no compramos gua do mar para cozinhar, mas sim sal marinho para ser utilizado no nosso dia a dia. Para obtermos este sal, a gua do mar bombeada para tanques, nos quais deixada evaporando at que s reste o sal, que ento recolhido, industrializado, empacotado e vendido. Existem substncias que so encontradas na natureza na sua forma mais pura e assim so por ns utilizadas. Por exemplo, o ouro, a prata, o oxignio, a gua, etc. Como se pode observar, existe a necessidade de beneficiar as substncias que temos na natureza para podermos utiliz-las. A forma mais simples de beneficiamento a separao baseada nas diferenas de propriedade das substncias, isto , na forma, cor, densidade, solubilidade, ponto de fuso, ebulio, etc. As misturas podem ser homogneas ou heterogneas em funo do nmero de fases que apresentam. Misturas homogneas so aquelas de aspecto uniforme, por exemplo gua e lcool. Misturas heterogneas so aquelas que no apresentam aspecto uniforme, isto , apresentam mais de uma fase, por exemplo os minerais. Separar os componentes de uma mistura um dos problemas que normalmente a qumica encontra. A escolha do mtodo de separao dever ser feita em funo do tipo de mistura a ser separada (homognea e heterognea) e do estado fsico de seus componentes. Os mtodos de separao dos componentes de misturas heterogneas utilizam processos que envolvem operaes mecnicas, tais como: Decantao: utilizada para separar misturas cujos componentes se separam espontaneamente pela ao da gravidade. Nos laboratrios utiliza-se o funil de decantao, na separao de misturas formadas por dois lquidos imiscveis. Centrifugao: mtodo que acelera a decantao atravs de um forte movimento giratrio, forando a parte slida a se depositar no fundo do recipiente. Filtrao: mtodo utilizado para separar slidos de lquidos. Nos laboratrios realiza-se com freqncia a filtrao atravs de papel de filtro, convenientemente dobrado e adaptado num funil (Figura 5.1). A filtrao possvel quando o tamanho das partculas slidas maior que os poros do papel de filtro. Quando se deseja apressar a filtrao ou quando o slido a ser filtrado tem aspecto gelatinoso costuma-se realizar a filtrao a vcuo (Figura 5.2). 2. Objetivos Esta aula tem como objetivos ensinar os principais mtodos de separao dos componentes de uma mistura heterognea, baseando-se nas propriedades fsicas das substncias.

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Mtodos de Separao de Misturas Heterogneas

Figura 5.1: Sistema de filtrao simples.

Vcuo

Figura 5.2: Sistema de filtrao vcuo.

3. Materiais Bquer de 250mL (2) Proveta de 100mL Basto de vidro Estante com trs tubos de ensaio graduados Centrfuga Funil de decantao Funil simples de haste longa Bquer de 100mL (2) Suporte universal com argola Papel de filtro qualitativo Sistema de filtrao vcuo Vidro de relgio

4. Reagentes e Amostras gua destilada Soluo de sulfato de sdio 0,1mol/LSoluo de hidrxido de sdio 3,0mol/L

leo vegetalSoluo de cloreto de ferro(III) Soluo saturada de hidrxido de brio

Tetracloreto de carbono

Acetato de etila26

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5. Procedimento Experimental1. Num bquer de 100mL, coloque 10mL de uma soluo saturada de hidrxido de brio (gua de barita). Sobre essa soluo, adicione, lentamente, 10mL de sulfato de sdio 0,1mol/L. Aps essa adio agite a mistura e deixe repousar por 5 minutos e observe. Filtre a mistura em papel de filtro devidamente adaptado em um funil de vidro e observe o resultado. 2. Num bquer de 100mL, adicione 10mL de soluo de cloreto de ferro(III) e em seguida adicione 10mL de uma soluo de hidrxido de sdio 3,0mol/L, deixe em repouso por 5 minutos e filtre vcuo. Anote suas observaes.

3. Enumere trs tubos de ensaio com uma caneta para vidro e adicione observando o que acontece. Tubo 1: 2mL de leo vegetal e 2mL de gua destilada. Tubo 2: 2mL de gua destilada e 2mL de tetracloreto de carbono Tubo 3: 2mL de tetracloreto de carbono e 2mL de leo vegetal. Agite vigorosamente cada tubo, centrifugue, deixe em repouso por alguns minutos e anote suas observaes. Discuta com seu grupo um mtodo de separao das substncias contidas nos tubo 1 e 2. 4. Num funil de decantao com a torneira fechada, adicione um pouco de gua destilada e de acetato de etila. Tampe o funil e agite. Espere alguns minutos e observe. Retire a tampa e abra lentamente a torneira do funil, deixando escoar uma das fases da mistura num bquer de 250mL. 7. Resultados Tabela 5.1: Observaes dos ensaios de misturas heterogneasProcedimento 1 2 3 4 Observaes

7. Exerccios Ps-Laboratrio 1. Deseja-se separar os componentes da plvora negra, que constituda de nitrato de sdio, carvo e enxofre. Sabe-se que o nitrato de sdio solvel em gua, o enxofre solvel em dissulfeto de carbono, enquanto o carvo insolvel nestes dois solventes. Proponha um procedimento para realizar esta separao. 8. Referncia A. M. P. Felicssimo et al. Experincia de Qumica: tcnicas e conceitos bsicos. PEQ-Projeto de Ensino de Qumica/Coordenador Ernesto Giesbrecht, So Paulo: Editora Moderna, 1979.

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Mtodos de Separao de Misturas Homogneas

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Mtodos de Separao de Misturas Homogneas

1. Introduo As misturas homogneas so caracterizadas por apresentarem aspecto uniforme, isto , uma nica fase, independente do nmero de substncias constituintes. Os mtodos de separao dos componentes dessas misturas normalmente envolvem processos fsicos, por exemplo, a destilao. A destilao objetiva-se separar um lquido voltil, de uma substncia no voltil, ou a separao de dois ou mais lquidos de diferentes pontos de ebulio. um processo fsico que consiste basicamente na vaporizao de um lquido por aquecimento, seguida da condensao do vapor formado. Os principais tipos de destilao so: simples, fracionada, a presso reduzida e com arraste de vapor. Estes tipos diferenciam-se nas aparelhagens utilizadas e em funo das caractersticas dos componentes individuais das misturas a serem separadas. Destilao Simples s se aplica para separar um lquido de suas impurezas no volteis, um solvente usado numa extrao ou para separar lquidos de pontos de ebulio muito afastados. Destilao Fracionada destina-se separar lquidos miscveis entre si, mesmo aqueles de ponto de ebulio prximos. Nesta destilao adapta-se uma coluna de fracionamento entre o condensador e o balo de destilao. A funo dessa coluna proporcionar em uma nica destilao uma srie de micro-destilaes sucessivas, de tal modo que, pela extremidade conectada ao condensador saem somente vapores do lquido voltil, regressando ao balo por refluxo, a mistura dos vapores contendo o componente menos voltil. Destilao a presso reduzida utilizada para destilar lquidos de pontos de ebulio elevados ou que se decompem a temperaturas prximas de seu ponto de ebulio. 2. Objetivos Esta aula tem como objetivos demonstrar os vrios tipos de destilaes e observar as propriedades das substncias puras, a partir de misturas homogneas. 3. Materiais 3.1. Materiais para Destilao Simples Balo de fundo chato Manta aquecedora e reostato Suporte universal com garra Termmetro Cronmetro gua destilada Pedras de ebulio28

Mangueiras (2) Bquer de 250mL Basto de vidro Condensador tipo tubo Rolhas e junta Refresco em p

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3.2. Materiais para Destilao Fracionada Balo de fundo chato Manta aquecedora e reostato Suporte universal com garra Termmetro Cronmetro Coluna de Vigreaux Pedras de ebulio Mangueiras (2) Bquer de 250mL (2) Basto de vidro Condensador tipo bolas ou espiral Rolhas e junta gua destilada lcool etlico

Observaes: 1- Toda a aparelhagem para destilao a presso normal deve estar aberta para a atmosfera, a fim de evitar aumento da presso do sistema com o aquecimento. 2- Deve-se encher o balo at o mximo de 2/3 de sua capacidade. Se o balo estiver muito cheio, pode ocorrer arraste mecnico do lquido a se destilar, impurificando assim o destilado. Se o balo estiver muito vazio, isto , menos da metade de sua capacidade, ocorrero perdas desnecessrias devido ao grande volume que o vapor deve ocupar para encher o balo. 3- No aquecer o balo at a secura se estiver usando bico de Bunsen, para no haver risco de quebra. 4- A gua no condensador deve fluir no sentido contrrio corrente dos vapores para evitar choque trmico. 5- O superaquecimento do lquido poder resultar em uma ebulio tumultuosa, que pode ser evitada, adicionando-se a mistura, algumas pedras porosas. Neste caso, bolhas de ar contidas nas pedras porosas so eliminadas pelo aquecimento, as quais, devido a um aumento da presso interna, vencem a presso da coluna do lquido, sendo assim expelidas e rompem a tenso superficial. 6- Deve-se controlar o aquecimento de modo que o lquido destile a uma velocidade constante, ou seja, aproximadamente 1gota por segundo. 4. Procedimento Experimental 4.1. Destilao Simples Adicione no balo de fundo chato a amostra a ser destilada, de modo que a mesma ocupe 2/3 da capacidade do balo. Monte o sistema de destilao simples, conforme Figura 6.1. Caso tenha dvidas pergunte ao professor. Verifique a temperatura inicial da amostra e anote na tabela 6.1 dos resultados. Aquea o sistema lentamente, aumentando a temperatura atravs do reostato. Observe. Anote a variao de temperatura a cada intervalo de dois minutos. Destile por cerca de 30 minutos. No final da destilao, desligue a gua de circulao e o aquecimento.

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Mtodos de Separao de Misturas Homogneas

Figura 6.1: Montagem do sistema de destilao simples.

4.2. Destilao Fracionada Adicione no balo de fundo chato a amostra a ser destilada, de modo que a mesma ocupe 2/3 da capacidade do balo. Monte o sistema de destilao fracionada, conforme figura 2. Caso tenha dvidas pergunte ao professor. Verifique a temperatura inicial da amostra e anote na tabela 2 dos resultados. Aquea o sistema lentamente, aumentando a temperatura atravs do reostato. Observe. Anote a variao de temperatura a cada intervalo de dois minutos. Destile a amostra, e substitua o bquer para separar as diferentes substncias. Destile por cerca de 30 minutos. No final da destilao, desligue a gua de circulao e o aquecimento.

Figura 6.2: Montagem do sistema de destilao fracionada.

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Mtodos de Separao de Misturas Homogneas

5. Resultados Tabela 6.1: Destilao simples(suco)Tempo (min) 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 T (C)

Tabela 6.2: Destilao fracionadaTempo (min) 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 T (C)-Pinga T (C)-Vinho

6. Exerccios Ps-Laboratrio 1. Como se comporta o ponto de ebulio com a reduo da presso externa? Justifique. 2. Porque a destilao simples no usada na separao de lquidos de pontos de ebulio relativamente prximos? 3. Se voc tivesse as seguintes misturas, como faria para obt-las separadamente? D o procedimento e as vidrarias necessrias. a) sal, areia, gua b) tetracloreto de carbono, gua, etanol c) sal, leo, gua 4. Traar os grficos obtidos na aula experimental, em papel milimetrado (tamanho A4) e interpret-los. 7. Referncia A. J. L. O.Pombeiro. Tcnicas e operaes unitrias em qumica laboratorial. 1 edio. So Paulo: Fundao Calouste Gulbenkian, 1983. 8. Anotaes

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Condutividade Eltrica das Solues

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Condutividade Eltrica das Solues

1. Introduo Eletrlitos so substncias que num meio de elevada constante dieltrica, tais como a gua, dissociam-se em ons (ctions e nions) que se movem na soluo, simultaneamente e em direes opostas, estabelecendo a corrente eltrica. O on positivo (ction) atrado pelo plo negativo (catodo) e o on negativo (nion) atrado pelo plo positivo (anodo). A dissociao inica pode ser total (eletrlitos fortes) como acontece na maioria dos sais e em alguns cidos e algumas bases, ou parcial (eletrlitos fracos), como ocorre com a maioria dos cidos e bases. Deve-se registrar que uma substncia que se comporta como um eletrlito em gua, por exemplo, cloreto de sdio, pode no formar uma soluo condutora em outro solvente, como o ter ou hexano. No estado de fuso, a maioria dos eletrlitos conduzir a eletricidade. Os no-eletrlitos so as substncias que dissolvidas em gua, no conduzem a corrente eltrica e permanecem sem modificaes. Por exemplo, sacarose, manose, glicose, etanol e uria. Nesta aula sero realizadas experincias para comparar a condutividade eltrica de diferentes eletrlitos, verificar que a condutividade est relacionada com a mobilidade dos ons na soluo, verificar que a concentrao inica est diretamente relacionada com a carga que atravessa a soluo, verificar que quando se mistura uma substncia inica com uma substncia molecular, h uma interao entre as substncias, modificando a estrutura das mesmas, e podemos ainda verificar o efeito da natureza do solvente e do soluto e da concentrao deste ltimo sobre a condutividade do meio. 2. Objetivos Esta aula tem como objetivos verificar a diferena de propriedades das substncias inicas e moleculares, como tambm verificar a condutividade eltrica de suas solues. 3. Materiais Bquer de 250 mL (3) Sistema de conduo eletroltica Pisseta com gua destilada Esptulas Pipetas graduadas de 5mL Papel toalha ou absorvente Bureta de 25mL Basto de vidro Agitador e barras magnticas

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Condutividade Eltrica das Solues

4. Reagentes Cloreto de sdio Soluo de cido actico 0,5 mol/L Soluo de hidrxido de amnio 0,5 mol/L Soluo de hidrxido de brio saturada Acar cido sulfrico 1,0mol/L lcool etlico P.A. Soluo alcolica de fenolftalena 1%

5. Procedimento Experimental 5.1. Verificao da natureza eltrica de espcies puras e em soluo 1. Transfira cerca de 150mL de gua destilada e deionizada para um bquer de 250mL. Mergulhe os eletrodos de cobre, previamente limpos, lavados e secos, e conecte a fonte de corrente alternada, como mostrado na figura 8.1. Verifique a condutividade eltrica da gua. Anote as suas observaes.

Figura 8.1: Arranjo a ser utilizado nas medidas de condutividade das solues.

2. Adicione ao bquer contendo gua, uma pequena quantidade de sacarose, agite at haver dissoluo completa do slido e mea a condutividade da soluo. Anote as suas observaes. 3. No mesmo bquer, adicione uma pequena quantidade de cloreto de sdio, agite at haver dissoluo completa do slido e mea a condutividade da soluo. Anote as suas observaes. 4. Em outro bquer de 250mL, transfira cerca de 50mL de soluo de cido actico 0,5mol/L e mea a condutividade da mesma. Dilua com gua destilada at 80mL e mea novamente a condutividade. Anote suas observaes. Reserve a soluo. 5. Em outro bquer de 250mL, repita o procedimento acima utilizando uma soluo de hidrxido de amnio 0,5 mol/L. Dilua com gua destilada at 80mL e mea novamente a condutividade. Anote as suas observaes. Reserve a soluo. 6. Misture as solues utilizadas nos itens 4 e 5 e verifique a condutividade. Compare com os resultados obtidos acima. Anote as suas observaes. 7. Lave o bquer e adicione 50mL de lcool etlico. Mea a condutividade. Em seguida adicione uma pequena quantidade de cloreto de sdio. Agite e mea a condutividade da soluo. Anote as suas observaes. 5.2. Determinao do ponto de equivalncia de uma titulao utilizando medida de condutividade 1. Transfira para um bquer de 250mL, 50mL de soluo saturada de hidrxido de brio (gua de barita) e cerca de cinco gotas de fenolftalena 1% (indicador cido-base) e agite. Mergulhe os33

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Condutividade Eltrica das Solues

eletrodos na soluo. Faa as conexes como indicadas na Figura 8.2 e verifique a condutividade da soluo. 2. Adicione na bureta de25mL, a soluo de cido sulfrico 1,0 mol/L e titule lentamente, adicionando gota a gota esta soluo. Homogeneize a mistura aps cada adio 0,5mL e verifique a condutividade. 3. Titule lentamente at o ponto de viragem (rosa para incolor) do indicador. 4. Adicione algumas gotas da soluo de cido sulfrico 1,0 mol/L e anote as suas observaes.

Figura 8.2: Aparelho para titulao.

6. Resultados Tabela 7.1: Resultados da verificao da natureza eltrica de substncias em soluoEnsaio 1 Observao Concluso

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3

4

5

6

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Condutividade Eltrica das Solues

Tabela 8.2: Resultados da determinao do ponto de equivalncia de uma titulao utilizando medida de condutividadeEtapa Hidrxido de brio com fenolftalena Observaes Concluso

Algumas gotas de H2SO4

Ponto de equivalncia

Excesso de H2SO4

7. Exerccios Ps-Laboratrio 1. Defina eletrlito. Como se distingue entre um eletrlito forte e fraco. D exemplo de cada tipo. 2. 3. Quais as substncias que no conduziram corrente eltrica? Justifique. Explique o que aconteceu nos ensaios 4 a 6. Escreva a reao.

4. Coloque em ordem crescente de potncia dissipada (luminosidade recebida) as substncias dos testadas. Justifique sua resposta. 5. O sal de Epsom, MgSO4.7H2O, vendido em farmcias e usado, em soluo aquosa, em diversas medicaes. O metanol, CH3OH, dissolve-se na gasolina, no inverno de climas muito frios, para impedir a formao de gelo nos tubos de combustvel dos automveis. Qual destes dois compostos um eletrlito e qual no o ? Justifique sua resposta. 6. Escreva a reao qumica que ocorre na titulao e explique o que acontece na conduo eletroltica nas seguintes etapas: a) Somente com Ba(OH)2 (item 1) b) Com algumas gotas de H2SO4 (item 2) 8. Referncia KOTZ, J.C., TREICHEL Jr, P. Qumica e Reaes Qumicas. Vol 1. 3 ed. Rio de Janeiro: Editora Livros Tcnicos e Cientficos, 1998. 9. Anotaes c) No ponto de neutralizao (item 3) d) Com excesso de H2SO4 (item 4).

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Preparao de Solues e Clculos de Concentrao

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Preparao de Solues e Clculos de Concentrao

1. Introduo A solubilidade de uma substncia num determinado solvente controlada principalmente pela natureza do prprio solvente e do soluto, mas tambm pela temperatura e presso. Uma soluo formada quando uma mistura homognea de duas ou mais substncias formam uma nica fase. O componente presente em maior quantidade chamado solvente e os outros componentes so denominados solutos. Quando se pensa em solues, as primeiras idias que ocorrem envolvem a gua como solvente: refrigerantes, bebidas, detergentes, remdios em soluo oral, etc. Porm muitos produtos de consumo, tais como os leos lubrificantes e a gasolina so solues que envolvem outros lquidos. Alm disso, deve-se estar atento que solues no dizem respeito somente aos solventes lquidos. O ar uma soluo de N2, O2, CO2 vapor dgua e outros gases. O vidro, slido amorfo, uma soluo de xidos metlicos (Na2O e CaO, entre outros) em SiO2. A solda usada para fazer as conexes eltricas nos circuitos das calculadoras e dos computadores tambm uma soluo slida de Sn, Pb e outros metais. Em qumica, a quantidade de soluto dissolvido numa unidade de volume ou de massa de solvente se denomina concentrao. A concentrao expressa, comumente, em mol do soluto por litro da soluo; esta concentrao a molaridade da soluo. As solues podem ser classificadas como: 1- Solues de reagentes com concentrao aproximada; 2- Solues padres com a concentrao conhecida de uma certa substncia; 3- Solues padres de referncia, com concentrao conhecida de uma substncia padro primria; 4- Solues padres de titrimetria com concentrao conhecida (seja por pesagem ou por padronizao) de uma substncia que no padro primria. A comisso de Nomenclatura da IUPAC refere-se s solues 3 e 4 como solues padres primrias e solues padres secundrias, respectivamente. Solues de reagentes so preparadas, geralmente, pela pesagem num bquer de uma quantidade da substncia numa balana semi-analtica e depois adiciona-se um pouco do solvente, para dissolver a substncia e em seguida transferi-se para um balo volumtrico de capacidade conhecida e completa-se o volume desejado da soluo. Solues padres so preparadas pesando-se a quantidade de substncia apropriada numa balana analtica, dissolve-se um pouco com o solvente apropriado e transfere-se com o auxlio de um funil, soluo para um balo volumtrico de capacidade adequada, tendo o cuidado de no perder a soluo. O funil deve ser lavado algumas vezes com um jato do solvente e transferindo-se para o balo. Agita-se a mistura e completa-se o volume at o trao de referncia e finalmente homogeneiza-se. Quando a substncia no for facilmente solvel em gua, aconselhvel aquecer o bquer com a substncia e um pouco do solvente, ligeiramente e com agitao, at que a substncia se dissolva completamente. Em seguida, deixa-se a soluo resfriar e depois se transferi com o auxlio do funil para o balo volumtrico. Lava-se o bquer algumas vezes com o solvente, transferindo para o balo. Em nenhuma circunstncia o balo pode ser aquecido.36

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Preparao de Solues e Clculos de Concentrao

Em alguns casos pode ser prefervel preparar a soluo padro a partir de solues concentradas, por diluio apropriada. As solues que so relativamente estveis e no so afetadas pela exposio ao ar podem ser estocadas em frascos de um litro. Nos trabalhos de grande exatido, os frascos devem ser de pyrex, ou de outro vidro resistente com tampas esmerilhadas. Para solues alcalinas os frascos de vidro so substitudos por frascos de polietileno, pois estas reagem com os silicatos presentes no vidro. Deve-se observar que os frascos de vidro so obrigatrios para algumas solues, por exemplo, iodo e nitrato de prata. Nestes dois casos o vidro deve ser escuro (castanho), pois estas substncias degradam-se com a luz. Os frascos de estocagem devem estar limpos e secos. Para isto, ele deve ser lavado com um pouco da soluo, esgotando-se o lquido e enchendo-se os frascos com o restante da soluo, fechando-os imediatamente. Se o frasco estiver limpo, porm, molhado, deve-se lav-lo sucessivamente com pequenos volumes da soluo, esgotando-se completamente o lquido depois de cada lavagem. Depois se enche com a soluo e se rotula com o nome da soluo, concentrao, data de preparao e nome do analista. Antes de us-lo para qualquer anlise devese homogeneizar a soluo. 2. Objetivos Esta aula tem como objetivos preparar solues aquosas de diferentes substncias. 3. Materiais Bquer de 100mL (3) Esptulas Pisseta com gua destilada Balana semi-analtica Frasco de vidro Balo volumtrico de 100mL (2) Bquer contendo 300mL de gua recm-fervida Basto de vidro Proveta de 50mL Frasco de polietileno

4. Reagentes NaOH (P.A.) HCl (P.A.)

5. Procedimento experimental 5.1. Preparao da soluo NaOH 0,1mol/L Calcule a quantidade de hidrxido de sdio necessria para se preparar 100mL de soluo 0,1mol/L (massa molecular = 40,0 g/mol). Com o auxlio de um bquer de 100mL, pese numa balana semi-analtica a quantidade de hidrxido calculada. Dissolva com 50mL de gua destilada recm fervida e transfira quantitativamente para um balo volumtrico de 100mL. Lave o bquer com pequenos volumes de gua destilada, transfira para o balo e finalmente complete o volume com gua destilada recm fervida, homogeneize, armazene esta soluo em frasco de polietileno e rotule-a.Observaes:

NaOH higroscpico e corrosivo. As pastilhas contm Na 2CO3 como impureza. Deve-se utilizar gua destilada fervida para minimizar a quantidade de CO2 dissolvida. A massa e o volume so aproximados porque esta soluo no padro primria e desta forma deve ser padronizada37

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Preparao de Solues e Clculos de Concentrao

(prxima aula). O armazenamento de soluo de NaOH deve ser em frasco plstico porque NaOH ataca o vidro (NaOH reage com os silicatos que constituem o vidro). 5.2. Preparao de soluo 1,0mol/L de HCl Cuidado: cido clordrico concentrado altamente txico e corrosivo Utilizando os dados do rtulo (36,5-38% HCl, M.M. 36,46, e densidade 1,19g/mL), calcule o volume do cido concentrado necessrio para preparar 100mL de soluo 1,0mol/L. Utilizando uma pipeta graduada, mea o volume calculado e transfira para um balo volumtrico de 100mL contendo cerca de 50mL de gua destilada. Lave algumas vezes a pipeta com um pouco de gua destilada transferindo sempre para o balo. Agite cuidadosamente o balo e adicione gua at completar 100mL. Feche bem o balo e vire-o de ponta-cabea baixo, vrias vezes, para homogeneizar a soluo. Transfira esta soluo para um frasco de vidro e rotule-o. 6. Resultados Tabela 8.1: Resultados dos clculos para preparao de solues Massa de NaOH (g) Volume de HCl (mL) 7. Exerccios Ps-Laboratrio 1. Qual a importncia de se preparar solues aquosas? 2. Quais os cuidados que um analista deve observar ao preparar uma soluo aquosa de NaOH e HCl? 3. Calcule a massa necessria para preparar 250mL de soluo 0,1mol/L de NaOH. 4. Diferencie soluo reagente de soluo padro. 5. Explique como deve ser feita a transferncia quantitativa de uma substncia para o balo volumtrico. 6. Utilizando os dados do rtulo (37% HCl, M.M. 36,46g/mol, e densidade 1,19 g/mL), calcule o volume do cido concentrado necessrio para preparar 250mL de soluo 1,0mol/L. 8. Referncia N. Baccan; J. C. de Andrade; O. E. S. Godinho e J. S. Barone. Qumica Analtica Quantitativa Elementar, 2a edio, Editora da UNICAMP, Campinas, 1995. 9. Anotaes 0,1mol/L 1,0mol/L

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Padronizao de Soluo e Estequiometria de Reao

1. Introduo Em anlise qumica necessrio preparar solues de concentrao exatamente conhecida, isto solues padres. Essas solues requerem, muitas vezes, que se faa uma anlise titulomtrica para se determinar quantidade exata do soluto presente no volume da soluo. Este procedimento chama-se padronizao da soluo. A soluo a ser padronizada usualmente adicionada por uma bureta. O processo de adio da soluo at que a reao se complete chamado de titulao e a substncia a ser determinada de titulada. O ponto final da titulao chama-se ponto de equivalncia. Este ponto deve ser identificado por alguma mudana, produzida pela prpria soluo, como no caso das solues de permanganato de potssio (KMnO 4) ou pela adio de um reagente auxiliar conhecido como indicador. Aps a finalizao da reao entre a substncia padro e a soluo a ser padronizada, o indicador dever produzir uma mudana de colorao no sistema. Este ponto chamado de ponto final da titulao. No entanto, nem todas as reaes qumicas podem ser utilizadas em uma titulao. Uma reao adequada quando ela satisfaz as seguintes condies: a) deve ocorrer uma reao simples que possa ser expressa por uma equao qumica; b) a substncia padro dever reagir completamente com a soluo a ser padronizada em propores estequiomtricas; c) a reao deve ser rpida (em alguns casos, deve-se adicionar um catalisador para acelerar a reao); d) deve haver uma mudana de energia livre marcante conduzindo a alterao de alguma propriedade fsica ou qumica do soluto no ponto de equivalncia; e) deve haver um indicador especfico que defina nitidamente o ponto final da reao. Para preparar solues padres alcalinas, o reagente mais usado o hidrxido de sdio. No entanto, este reagente no padro primrio, porque higroscpio e sempre contm uma quantidade indeterminada de gua e carbonato de sdio adsorvida no slido. O carbonato de sdio pode ser completamente removido quando se prepara uma soluo saturada de NaOH, a qual deixada em repouso por 24horas. O carbonato de sdio precipita por ser pouco solvel na soluo. Isto significa que as solues de NaOH devem ser padronizadas com um reagente padro primrio, por exemplo o biftalato de potssio, para poder determinar a concentrao real da soluo. As solues de hidrxido de sdio atacam o vidro e dissolvem a slica com formao de silicatos solveis. A presena de silicatos solveis causa erros e as solues de hidrxidos devem ser conservadas em frascos de polietileno. 2. Objetivos Esta aula tem como objetivos treinar a tcnica de pesagem em balana analtica, ilustrar a tcnica de padronizao de soluo aquosa de hidrxido de sdio 0,1 mol/L e estudar estequiometria de reao. 3. Consideraes sobre padro primrio Padro primrio uma substncia que apresenta as seguintes caractersticas:39

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1- Fcil obteno, purificao e secagem; 2- Deve existir teste qualitativo simples para identificao de contaminantes, que se presentes devem estar em pequena porcentagem; 3- Deve possuir massa molecular elevada (para diminuir o erro de pesagem); 4- Solvel nas condies experimentais; 5- Deve reagir com a espcie de interesse de modo estequiomtrico e instantneo; 6- Deve manter-se inalterada ao ar durante a pesagem. No pode ser higroscpica, oxidada ou afetada pelo CO2.

4. Materiais Esptula de porcelana Bquer de 100 mL Pisseta com gua destilada Basto de Vidro Balana analtica Erlenmeyer de 250mL (2 por grupo) Bquer de 300mL com gua destilada recm fervida Proveta de 50mL

5. Reagentes gua destilada recm fervida Fenolftalena 1% Biftalato de potssio seco a 105C Soluo de NaOH 0,1 mol/L

6. Procedimento experimental 6.1. Soluo NaOH 0,1mol/L Utilize a soluo de hidrxido de sdio preparada pelo grupo na aula anterior. 6.2. Padronizao da soluo de NaOH 0,1mol/L com Biftalato de potssio - KHC8H4O4 (1 mol = 204,23 g) Pese em duplicata com o auxlio de um papel manteiga, aproximadamente 0,5105g de biftalato de potssio seco em estufa a 110C por 1-2 horas (anote o valor da massa at a quarta casa decimal). Transfira quantitativamente para um erlenmeyer de 250mL (esta massa de biftalato de potssio a quantidade necessria para reagir completamente com 25mL da soluo de NaOH 0,1mol/L). Adicione cerca de 50mL de gua destilada fria e recm fervida. Homogeneze at dissoluo completa. Adicione duas gotas de fenolftalena 1% e homogeize. Lave a bureta de 50mL com pequena quantidade da soluo de NaOH 0,1mol/L. Fixe a bureta no suporte universal. Feche a torneira de controle de escoamento. Coloque um bquer de 100mL em baixo da bureta. Com auxlio de um bquer de 50mL, encha a bureta com soluo de NaOH 0,1mol/L e observe se h vazamento. Verifique se h bolha entre a torneira e a extremidade inferior da bureta. Caso tenha, abra a torneira rapidamente at remov-la. Em seguida, encha a bureta com NaOH 0,1mol/L e acerte o menisco com o trao de aferio (zero), que fica na parte superior. Coloque um papel branco em baixo do erlenmeyer para facilitar a visualizao da viragem do indicador. Titule com a soluo de NaOH aproximadamente 0,1mol/L, lentamente e sob agitao. Se ficar soluo de NaOH nas paredes do erlenmeyer, lave com pequena quantidade de40

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GUA DESTILADA e continue a adio de NaOH at mudana de colorao do indicador (incolor para rosa), que persista por mais de 30 segundos. Anote o volume da soluo de NaOH consumido. Esse volume ser usado no clculo da concentrao. Observao: indicador que o recomendado. 7. Clculos 7.1. Fator de correo Calcule o fator de correo, utilizando a seguinte frmula: Fc

m 0,2042.Vg .M

m = massa do biftalato de potssio pesada (g); Vg = volume gasto da soluo de NaOH (mL) M= molaridade da soluo (0,1 mol/L); 0,2042 = mmol do biftalato de potssio 7.2. Molaridade real da soluo de hidrxido de sdio Calcule a mdia dos fatores de correo da turma. Em seguida, calcule a concentrao real da soluo de NaOH 0,1mol/L e escreva no rtulo. Mreal = Fc x 0,1. 8. Resultados Tabela 9.1: Resultados da padronizao da soluo de NaOH 0,1 mol/L Massa de HKC6H4(COO)2 (g) Volume gasto de NaOH (mL) Fator de Correo

Mdia do fator de correo= 9. Questes Ps-Laboratrio

Molaridade real (mol/L) =

1- Qual a importncia em se fazer anlise em duplicata? 2- Quais as caractersticas necessrias para que uma substncia seja considerada padro primrio? 3- Justifique por que se deve utilizar gua destilada recm fervida nesta anlise. 4- Por que no se deve armazenar soluo alcalina em frascos de vidro? 10. Referncias bibliogrficas Ohlweiler, O.A., Qumica analtica quantitativa. 3a ed., volume 2, Livros Tcnicos e Cientficos, Rio de Janeiro, 1981.

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Reaes Qumicas em Soluo Aquosa

1. Introduo Os ensaios de reaes por via mida so realizados com as substncias em soluo aquosa, ou seja, o reagente e substncia problema (amostra) esto no estado lquido. No caso de amostras slidas, a primeira etapa dissolv-las. O solvente usual a gua, ou um cido se a amostra for insolvel em gua. Para os ensaios de anlise qualitativa, somente, empregamos as reaes que se processam acompanhadas de variaes nas suas propriedades fsicas ou qumicas facilmente detectveis. Por exemplo, na mistura de solues, para identificao de um dado on deve ocorrer: formao de uma substncia slida (formao de precipitado), desprendimento de gs (formao de gases identificveis atravs da cor, cheiro etc.), ou mudana de colorao (formao de complexos coloridos). Quando no existem observaes visuais ou olfativas para uma reao, a sua ocorrncia pode ser constatada atravs de um teste auxiliar tal como, um indicador, clulas eltricas que respondam a variao de concentrao de H+, medidas de condutividade eltrica e outras propriedades. Em geral, as reaes de anlise qualitativa inorgnica empregam solues aquosas de sais, cidos e bases. Estas substncias so eletrlitos fortes ou fracos, dependendo do grau de ionizao ou dissociao. Por exemplo: Sal: BaCl2 Ba2+ + 2 Cl- (eletrlito forte) cido: CH3COOH H+ + CH3COO- (eletrlito fraco) Base: NH4OH NH4+ + OH- (eletrlito fraco) cido: HCl H+ + Cl- (eletrlito forte) Base: NaOH Na+ + OH- (eletrlito forte) A equao qumica que descreve uma transformao durante uma reao chamada de equao molecular. Por exemplo: NaCl (aq) + AgNO3 (aq) AgCl (s) + NaNO3 (aq) Uma representao mais precisa da reao, como realmente ocorre em soluo, dada pela equao inica. Assim: Na+ (aq) + Cl- (aq) + Ag+ (aq) + NO3- (aq) AgCl (s) + Na+ (aq) + NO3- (aq) Nesta equao, todas as substncias inicas so solveis e encontram-se dissociadas na soluo. A frmula do cloreto de prata (AgCl) escrita na forma molecular porque os seus ons no esto separados. Como nas reaes analticas por via mida no detectamos o sal, mas sim o(s) on (s) deste sal, representamos estas de uma forma simplificada denominada equao inica representativa, isto , equao que resume as mudanas que ocorrem: Cl- (aq) + Ag+ (aq) AgCl (s) 2. Objetivos

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Esta aula tem como objetivos estudar os mtodos e os princpios da anlise qualitativa, utilizando-se reaes qumicas que envolvam os ons ou elementos mais comuns e representativos. 3. Materiais Estante com dez tubos de ensaio

4. Reagentes Soluo de cloreto de sdio 0,1mol/L Soluo de sulfato de sdio 0,1mol/L Soluo hidrxido de sdio de 0,1mol/L; Soluo saturada de carbonato de sdio Soluo tiocionato de potssio 0,1mol/L Prego Soluo de nitrato de prata 0,1mol/L Soluo de cloreto de brio 0,1mol/L Soluo de sulfato de cobre 0,1 mol/L Soluo de cido clordrico 3,0 mol/L Soluo de nitrato frrico 0,1mol/L Papel alumnio picado

5. Procedimento Experimental Tubo 1 Adicione num tubo de ensaio 10 gotas de soluo de cloreto de sdio 0,1mol/L. Em seguida adicione 10 gotas de nitrato de prata 0,1mol/L. Observe a reao. Escreva a equao qumica. Guarde este tubo e examine-o aps 30 minutos. Tubo 2 Adicione num tubo de ensaio 10 gotas de cloreto de brio 0,1mol/L. Em seguida, adicione 10 gotas de soluo de sulfato de sdio 0,1mol/L. Observe a reao qumica. Escreva a equao qumica e a caracterstica do precipitado formado. Tubo 3 Adicione num tubo de ensaio 5 gotas de soluo de sulfato de cobre 0,1mol/L. Em seguida, adicione 10 gotas de hidrxido de sdio 0,1mol/L. Observe a reao qumica. Escreva a equao qumica e a caracterstica do precipitado formado. Guarde este tubo e examine-o aps 30 minutos. Tubo 4 Adicione em um tubo de ensaio 1,0mL de soluo saturada de carbonato de sdio. Em seguida, adicione lentamente pelas paredes do tubo de ensaio, gotas de soluo de cido clordrico 3,0mol/L. Observe a reao qumica. Escreva a equao qumica e anote as suas observaes. Tubo 5 Adicione em um tubo de ensaio 10 gotas de soluo de nitrato frrico 0,1mol/L. Em seguida, adicione 5 gotas de soluo de tiocianato de potssio 0,1mol/L. Observe a reao qumica. Escreva a equao e a caracterstica do produto formado. Neste mesmo tubo, adicione lentamente pelas paredes do tubo de ensaio, gotas de soluo de cido clordrico 3,0mol/L. Observe a reao qumica. Escreva a equao qumica e anote as suas observaes. Tubo 6

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Adicione em um tubo de ensaio 20 gotas de soluo de sulfato de cobre 0,1 mol/L. Em seguida coloque um prego limpo e observe. Anote as suas observaes. Tubo 7 Adicione em um tubo de ensaio alguns pedaos de papel alumnio. Em seguida adicione lentamente pelas paredes do tubo de ensaio, gotas de soluo de cido clordrico 3,0mol/L. Observe a reao qumica. Escreva a equao qumica e anote as suas observaes. 6. Resultados Tabela 1: Resultados das reaes em soluo aquosa Tubo 1 Observaes

2

3

4

5

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7

7. Exerccios Ps-Laboratrio 1. Escreva as reaes moleculares, inica e inica representativa para todos os ensaios. 2. Classifique as reaes qumicas realizadas. 8. Referncia A. Vogel. Qumica analtica qualitativa. 5. edio. So Paulo: Editora Mestre Jou, 1981.44

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9. Anotaes

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Reaes de xido-Reduo

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Reaes de xido-reduo

1. Introduo As reaes que ocorrem com transferncia de eltrons so chamadas de xido-reduo. As substncias que perdem eltrons so chamadas de agentes redutores ou simplesmente redutores e as que recebem eltrons, chamam-se agentes oxidantes. O termo oxidao refere-se a qualquer transformao qumica onde haja um aumento do nmero de oxidao (nox). Por exemplo, quando o gs hidrognio reage para formar gua, o nox dos tomos de hidrognio passa de zero (0) para mais um (+1), diz-se ento que o hidrognio sofreu uma oxidao. Emprega-se o termo reduo sempre que ocorre diminuio do nox. Por exemplo, quando o oxignio reage para formar gua, seu nox passa de zero (0) para menos dois (-2), como houve um decrscimo do nox, diz-se que o oxignio foi reduzido. Nos processos de xido-reduo, o aumento ou diminuio de nox proveniente de uma transferncia de eltrons de um tomo a outro. O agente oxidante provoca a oxidao de uma substncia, sofrendo reduo, enquanto que o agente redutor provoca a reduo da outra substncia, reduzindo-se. 2. Objetivos Esta aula tem como objetivo verificar experimentalmente, a tendncia que apresentam as substncias qumicas oxidao e reduo, bem como os produtos de uma reao de xidoreduo. 3. Materiais Estante com 10ubos de ensaios graduados

4. Reagentes Soluo de KMnO4 0,1mol/L Soluo de H2SO4 3,0mol/L gua oxigenada P.A. Soluo de FeSO4 0,5mol/L Soluo de NH4SCN 0,5mol/L Metal: Al, Zn, Cu, Fe, Mg Soluo de HCl 1,0mol/L Soluo de NaOH 1,0mol/L Sdio metlico Fenolftalena

5. Procedimento experimental 5.1. Reaes de xido-reduo em meio cido Tubo 1: Em um tubo de ensaio coloque 2mL de soluo de KMnO 4 0,1mol/L e em seguida adicione 1 mL de soluo de H2SO4 3,0mol/L e 2mL de H2O2. Agite e observe a reao. Complete a tabela de resultados.

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Reaes de xido-Reduo

Tubo 2: Em um tubo de ensaio coloque 2mL de soluo de FeSO 4 0,5mol/L e em seguida adicione 1mL de soluo de H2SO4 3,0mol/L e 2mL de H2O2. Agite e observe a reao. Adicione nesse mesmo tubo algumas gotas de soluo de NH4SCN. Observe e anote na tabela de resultados. 5.2. Reaes de metais com cidos Nos tubos 3 a 7, que contm um pedao de metal (Al, Zn, Cu, Fe, Mg), coloque 2mL de soluo de HCl 1,0 mol/L. Anote o tempo que leva para ocorrer cada reao (aproximadamente). Ordene os metais em ordem crescente de reatividade de acordo com o tempo gasto na reao. Preencha a tabela de resultados. 5.3. Reaes de metais com bases Nos tubos 8 a 10 que contm um pedao de metal (Al, Cu, Fe), coloque 3mL de NaOH 1,0 mol/L. Anote o tempo que leva para ocorrer cada reao (se ocorrer). Ordene os metais em ordem crescente de reatividade de acordo com o tempo gasto na reao. Preencha a tabela de resultados. 5.4. Experincia Demonstrativa Num bquer de 1L contendo 800mL de gua, colocar 5 gotas de fenolftalena. Em seguida, na capela, retirar com uma pina metlica, um pedao pequeno de sdio metlico que est guardado no querosene. Cuidado, pois o sdio ocasiona graves queimaduras em contato com a pele. Com a pina metlica colocar o sdio na gua e observar. O que indica a mudana de colorao? Escrever a equao da reao entre o sdio e a gua. 6. Resultados Tabela 11.1: Resultados das reaes de precipitao e complexaoEnsaio Reaes de xido-reduo em meio cido KMnO4 + H2SO4 + H2O2 Agente oxidante: Agente Redutor: Observaes: FeSO4 + H2SO4 + H2O2 Agente oxidante: Agente redutor Fe3+ + NH4SCN [F(SCN)6]3- + NH4+ (balancear a reao) Observaes: Reaes de metais com cidos Al + HCl Agente oxidante: Agente Redutor: Observaes: Zn + HCl Agente oxidante: Agente Redutor: Observaes:

1

2

Ensaio

3

4

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Reaes de xido-Reduo

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Cu + HCl Agente oxidante: Agente Redutor: Observaes: Fe + HCl Agente oxidante: Agente Redutor: Observaes: Mg + HCl Agente oxidante: Agente Redutor: Observaes: Reaes de metais com bases Al + NaOH Observaes: Cu + NaOH Observaes: Fe + NaOH Observaes:

6

7

Ensaio 8

9

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Experincia Demonstrativa

7. Exerccios Ps-Laboratrio 1. Pesquise e escreva todas as reaes dos tubos de ensaios. 8. Referncias A. Vogel. Qumica analtica qualitativa. 5a. edio. So Paulo: Editora Mestre Jou, 1981. D. F. Trindade et al. Qumica bsica experimental. 2 edio. So Paulo:cone, 1998. 9. Anotaes

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Reatividade Qumica dos Metais

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Reatividade Qumica dos Metais

1. Introduo As reaes que ocorrem com mudana do estado de oxidao so denominadas reaes de oxidao-reduo (redox). A oxidao um processo que resulta na perda de um ou mais eltrons pelos tomos de um elemento. Quando um elemento est sendo oxidado, seu estado de oxidao altera-se para valores positivos (ction). O agente oxidante aquele que aceita eltrons e reduzido durante o processo. Por exemplo.M M x xe

A reduo , por sua vez, um processo que resulta em ganho de um ou mais eltrons pelos tomos de um elemento. Quando um elemento est sendo reduzido, seu estado de oxidao altera-se para valores negativos ou menos positivos. O agente de reduo consequentemente aquele que perde eltrons e que se oxida no processo. Para que um determinado elemento sofra uma oxidao ou uma reduo, entra em jogo um tipo de energia denominada potencial de oxidao ou potencial de reduo, conforme o caso. Por exemplo:0 Cu 2 2e Cu Ered 0,337V

0 Ag e Ag Ered 0,799V

Uma reao teoricamente possvel quando a diferena dos potenciais normais de reduo resulta em um nmero positivo.

Cu 2 Ag Cu 2 2Ag E 0 0,462VOnde: Eo = Eoreduzida

- Eo

oxidada

Eo = 0,799-0,337 = 0,462V Logo, a reao possvel. 2. Objetivos Esta aula tem como objetivo verificar a ocorrncia espontnea de algumas reaes de oxidao-reduo. 3. Materiais Uma estante com dez tubos de ensaio Zinco metlico Cobre metlico Magnsio metlico

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Reatividade Qumica dos Metais

4. Reagentes Soluo de ZnSO4 0,1mol/L Soluo de Fe(NO3)3 0,1mol/L Soluo de CuSO4 0,1mol/L Soluo de AgNO3 0,1mol/L

5. Procedimento Experimental Dada a tabela dos potenciais normais de oxidao, verifique a probabilidade de ocorrerem as reaes da tabela 12.2, calculando o valor de E. Faa na prtica estas reaes para comprovar as suas concluses. Para isso, coloque um pedao de metal num tubo de ensaio. Adicione cuidadosamente a soluo reagente sem agitar. Observe e anote o resultado. Tabela 12.1.: Potenciais de reduo de algumas espcies qumicas Reaes de Reduo NO3 + 4H+ + 3 e- NO + 2H2O NO3- + 3H+ + 2 e- HNO2 + H2O Ag+ + e- Ag Cu2+ + 2 e- Cu SO42- + 4H+ 2 e- SO2 + 2H2O SO42- + 4H+ 2 e- H2SO3 + H2O 2H+ + 2 e- H2 Fe2+ + 2 e-Fe Zn2+ + 2e- Zn Mg2+ + 2 e- Mg-

E (V) + 0,96 +0,94 + 0,80 + 0,34 0,20V 0,71 0,00 - 0,44 - 0,76 - 2,37

6. ResultadosTabela 12.2: Resultados das reaes de xido-reduo

Tubo 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Cu (s) + ZnSO4 (aq) Cu (s) + AgNO3 (aq)

Reao

E (V)

Espontaneidade

Cu (s) + Fe(NO3)3 (aq) Cu (s) + Mg(NO3)2 (aq) Zn (s) + CuSO4 (aq) Zn (s) + AgNO3 (aq) Zn (s) + Fe(NO3)3 (aq) Zn (s) + Mg(NO3)2 (aq) Mg (s) + CuSO4 (aq) Mg (s) + AgNO3 (aq) Mg (s)+ Fe(NO3)3 (aq) Mg (s) + ZnSO4 (aq)

50

Transformaes Qumicas

Reatividade Qumica dos Metais

7. Exerccios Ps-laboratrio 1. O que potencial padro de reduo? Como ele calculado? 2. Justifique os valores encontrados nesta aula. 3. Coloque em ordem crescente de reatividade as reaes estudadas. 4. Em relao ao on Ag+, qual foi o metal que sofreu maior oxidao? 8. Referncia V. Gentil. Corroso. 3. edio. Rio de Janeiro: Livros Tcnicos e Cientficos, 1996.J. B. Russell. Qumica Geral. 2 edio, vol. 1. Traduo e reviso tcnica: Mrcia Guekezian. So Paulo: Makron Books, 1994.

9. Anotaes

51

Tabela 1. Classificao peridica dos elementos 11

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

182

H1,008 3 4 5 6 7 8 9

He4,003 10

Li6,939 11

Be9,012 12

B10,811 13

C12,011 14

N14,01 15

O16,00 16

F18,998 17

Ne20,183 18

Na22,99 19

Mg24,312 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

Al26,982 31

Si28,086 32

P30,974 33

S32,064 34

Cl35,453 35

Ar39,948 36

K39,102 37

Ca40,08 38

Sc44,956 39

Ti47,90 40

V50,942 41

Cr51,936 42

Mn54,938 43

Fe55,847 44

Co58,933 45

Ni58,71 46

Cu63,54 47

Zn65,37 48

Ga69,72 49

Ge72,59 50

As74,922 51

Se78,96 52

Br79,91 53

Kr83,80 54

Rb85,47 55

Sr87,62 56

Y88,905 57-71

Zr91,22 72 178,49 104

Nb92,906 73

Mo95,94 74

Tc(99) 75

Ru101,07 76

Rh102,91 77

Pd106,4 78

Ag107,87 79

Cd112,40 80

In114,82 81

Sn118,69 82

Sb121,75 83

Te127,60 84

I126,90 85

Xe131,30 86

Cs132,91 87

Ba137,34 88

La-Lu Hf89-103

Ta180,95

W183,85

Re186,2

Os190,2

Ir192,2

Pt195,09

Au196,97

Hg200,59

Tl204,37

Pb207,19

Bi208,98

Po(210)

At(210)

Rn(222)

Fr(223)

Ra(226)

Ac-Lr

Ku(260)

Srie dos lantandios

Nmero Atmico

57

58

59

60

61

62

63

64

65

66

67

68

69

70

71

La138,9

Ce140,1

Pr140,9

Nd144,2

Pm(147)

Sm150,4

Eu152,0

Gd157,3

Tb158,9

Dy162,5

Ho164,9

Er167,3

Tm168,9

Yb173,0

Lu175,0

SmboloMassa Atmica

Srie dos actindios89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103

Ac(227)

Th232,0

Pa(231)

U238,0

Np(237)

Pu(242)

Am(243)

Cm(247)

Bk(247)

Cf(251)

Es(254)

Fm(253)

Md(256)

No(253

Lr(257)